L’Électrification des Avions : Le Défi d’EcoPulse

Imaginez un ciel plus propre, plus silencieux, où les avions fendent les airs en émettant moins de CO2. Ce rêve est en passe de devenir réalité grâce à EcoPulse, un ambitieux projet collaboratif mené par trois géants de l'aéronautique française : Airbus, Safran et Daher. Ensemble, ils ont conçu et testé un démonstrateur d'avion hybride électrique, ouvrant la voie à une aviation plus respectueuse de l'environnement. Plongeons au cœur de cette innovation qui pourrait bien révolutionner nos voyages aériens !

EcoPulse, le Démonstrateur Visionnaire

Lancé en 2019, EcoPulse est bien plus qu'un simple projet de recherche. C'est un véritable laboratoire volant qui a nécessité 5 années de travail acharné et mobilisé des centaines d'experts. Le défi était de taille : évaluer le potentiel de l'énergie électrique pour réduire l'empreinte carbone des avions.

Pour y parvenir, les ingénieurs ont transformé un monomoteur TBM 900 de Daher en y intégrant une architecture électrique unique. Pas moins de 850 kilos d'équipements ont été installés, dont :

• Une batterie lithium-ion haute tension de 800 volts développée par Airbus
• Une turbogénératrice de 100 kW et six moteurs électriques ENGINeUS de 50 kW fournis par Safran
• Un système de distribution électrique et de câblage optimisé pour réduire la masse

Le résultat est impressionnant : une puissance électrique totale de 350 kW capable d'assister la propulsion de l'appareil. Mais les défis techniques étaient nombreux, à commencer par la gestion de la haute tension en toute sécurité.

Dompter la Haute Tension à Bord

Utiliser une tension de 800 volts dans un avion n'est pas anodin. Les risques de décharges partielles, d'arcs électriques ou de perturbations de l'avionique sont bien réels. Pour les éviter, Airbus, Safran et Daher ont dû développer des capteurs et des systèmes de protection spécifiques.

Il faut repérer ces phénomènes mais aussi les empêcher de se produire. Pendant nos essais, nous n'avons eu aucun cas avéré.

– Didier Siméon, Chef de Projet EcoPulse chez Daher

Cette maîtrise de la haute tension ouvre des perspectives intéressantes en termes de gain de masse. En effet, elle a permis de diviser par huit le poids des câblages acheminant le courant. Une avancée cruciale quand chaque kilo compte dans un avion.

100 Heures de Vol et des Données Précieuses

De novembre 2023 à juillet 2024, EcoPulse a accumulé plus de 100 heures de vol lors de 8 mois d'essais intensifs. L'objectif n'était pas de battre des records mais bien de comprendre comment optimiser l'utilisation de l'énergie électrique à bord.

Les ingénieurs ont ainsi pu tester en conditions réelles :

• Le pilotage de la répartition de puissance entre les moteurs électriques
• La gestion thermique des équipements
• L'intégration aérodynamique des moteurs électriques sur la voilure
• La réduction des nuisances sonores grâce à un système de synchro-phasage des hélices

Autant de données précieuses qui vont nourrir les feuilles de route d'électrification des trois partenaires. Car si EcoPulse n'est qu'un démonstrateur, il ouvre la voie à de futures applications concrètes.

Vers une Aviation Hybride Électrique

Les enseignements tirés d'EcoPulse vont profiter à de nombreux projets. Safran compte ainsi proposer des solutions clés en main d'intégration de moteurs électriques et de systèmes de protection pour les avions hybrides. Airbus pourra optimiser l'intégration de moteurs à hélice sur ses futurs appareils, comme son avion à hydrogène. Quant à Daher, il planche déjà sur une version plus électrifiée du TBM 900 pour une mise sur le marché fin 2027.

Mais les défis restent immenses pour généraliser l'électrification des avions commerciaux. Les experts estiment qu'à l'horizon 2030, l'hybridation électrique ne pourrait réduire que de 5% les émissions de CO2 des court-courriers. En cause : le poids encore trop élevé des batteries et leurs performances en deçà des espérances.

Pour l'avenir, tout l'enjeu sera de doser au mieux l'usage de l'électricité sur tout le cycle d'utilisation de l'avion, pour la propulsion ou les autres besoins.

– Jean-Baptiste Manchette, Responsable des Systèmes Propulsifs du Futur chez Airbus

Malgré ces limites, l'aviation hybride électrique a de beaux jours devant elle. EcoPulse a montré que c'était techniquement faisable et sécurisé. Charge maintenant aux ingénieurs de repousser les limites actuelles pour permettre son déploiement à grande échelle. Un beau défi technique et environnemental que les pionniers d'Airbus, Safran et Daher ont hâte de relever !